La industria del cobre: obtención y residuos

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cable cobreEl cobre es un material esencial en el mundo moderno, aunque ya tenía su importancia desde los albores de la humanidad. Su proceso de producción parte de una mina a cielo abierto y termina generando unos residuos…

El cobre, como el oro y la plata, se caracteriza por su ductilidad y maleabilidad, pues es fácilmente transformable en alambres y láminas finas. Sus características tecnológicas más importantes son su posibilidad para la elaboración secundaria mediante extrusión, laminación, trefilación y embobinados; también su solubilidad en fase sólida permite formar importantes aleaciones tecnológicas.

La industria de la construcción es uno de los principales consumidores de cobre, ya que es utilizado en el cableado, tuberías o de componente estructural. Su eficiencia en el transporte eléctrico lo hace un material indispensable en cualquier componente que requiera electricidad, como procesadores, automóviles, electrodommésticos, etc. Una casa actual usa unos 200 kilos de cobre, el doble de lo usado hace 40 años; pues tiene más baños, aparatos eléctricos, teléfonos y computadores.

Productores

Los principales países productores son Chile y EEUU, donde Chile posee un 17% de las reservas mundiales. La explotación llamada Chuquicamata y situada a una altura de 2.800 m sobre el nivel del mar, está en producción desde el año 1915,. En el año 2000, la producción total fue de 630.000 toneladas métricas de cobre. Actualmente es considerada la mina más grande del mundo, habiendo más en la región.

Proceso de producción del cobre metálico

El cobre metálico proviene de los minerales Calcopirita (CuFeS2) y Bornita (Cu2FeS4), ambos se explotan en minas a cielo abierto debido a su proximidad a la superficie. El gran contenido de impurezas y la baja concentración del metal desde el 1% al 12%, hace que la mayoría de las fases del tratamiento del mineral se basen en la eliminación de estas impurezas; principalmente sulfuros, carbonatos, hierro y silicatos.

mina

El mineral crudo procedente de la mina se tritura y muele para después introducirlo en una cámara de flotación o lixiviado en la cual el cobre se sitúa en la superficie, precipitando los sobrantes. Este concentrado de cobre flotante se introduce en un horno para separar así las impurezas. Los materiales sulfurados que se producen son oxidados  e hidratados, obteniéndose ácido sulfúrico.

Este es un subproducto que se suele utilizar en otra industria, la de los abonos fosfatados.

fundido

En este proceso el material fundido del fondo forma un charco de hierro y cobre, con una superficie de fundido de metal impuro que se separa. Luego el fundido de hierro y cobre se introduce en un convertidor donde se moldea y por electrólisis se purifica más para la fabricación de cableado, ya que esto lo requiere cercano al 100%.
electrolisis

Las escorias que se obtienen principalmente son óxidos de hierro y silicatos de hierro, entre ellos principalmente Magnetita (Fe3O4) y Fayalita (Fe2SiO4) en forma de bolitas de diversos tamaños menores a 1 cm.
escorias cobre

Análisis de la escoria

El análisis de difracción de rayos X da la presencia de distintas especies cristalinas, principalmente silicatos y óxidos de hierro, aunque también queda cierta cantidad de cobre en forma de CuFeO2 procedente del reactivo arrastrado con el residuo.DRX escoria cobre

Este residuo es usado en el ferrocarril, en la fabricación de cemento, o para separar cualquier otro metal que contuviera.

Este post junto con el otro tratando el tema del cloro y la sosa serán usado para un nuevo punto de la sección ReWaste.

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